ענף הרובוטיקה בישראל – מהפיכה בדרך?

תחום הרובוטיקה פורח, בין היתר בזכות שיפורים טכנולוגיים משמעותיים לצד קפיצה באיכות טכנולוגיות בסיס חיוניות, והוזלת עלותן. מהפכת הרובוטיקה תשנה את חיינו מן הקצה אל הקצה  בהיבטי בריאות, פנאי, עבודה, תחבורה ועוד. האם ישראל תיקח חלק בהובלתה?

הפרק נכתב בשיתוף המערך הטכנולוגי ברשות החדשנות. אנו מודים לפרופ’ שילר, יו”ר איגוד הרובוטיקה הישראלי, על תרומתו לפרק זה.

ניתוח מדויק של חוט השדרה והמוח, סיוע לנכים לראות את העולם בגובה העיניים, העברת עזרה ללכודים בעת אסון, ניכוש עשבים בשדה חקלאי ללא ריסוס, ניקוי בריכות, כיסוח דשא וסיור לאורך הגבול ללא סיכון חיי אדם – אלו דוגמאות למשימות שמסוגלים לבצע רובוטים שפותחו בישראל בתעשייה ובאקדמיה ונמכרים ברחבי העולם. אלה הן דוגמאות ראשוניות למהפכה טכנולוגית הנמצאת בתחילת דרכה בעולם המפותח וצפויה להשפיע כמעט על כל תחום בחיינו: רפואה, סיעוד, חקלאות, ביטחון, תעשייה, משק הבית וחינוך.

רובוטיקה הוא תחום מיוחד. זהו אחד התחומים הטכנולוגיים שמעוררים בנו, מלבד עניין, גם מטען רגשי לא מבוטל המבוסס על תחושת “הכרות מוקדמת”. כילדים, רבים מאיתנו צחקו עם הרובוט המבולבל C-3po ממלחמת הכוכבים, שיננו את שלושת חוקי הרובוטיקה של אסימוב, התרגשו עם WALL-E ופיתחו רתיעה מעתיד עם רובוטים בדמות ה-Terminator. רובוטים הומצאו על ידי סופרים ואנשי קולנוע שנים רבות לפני שמהנדסים ניסו ליצור אותם בפועל (והטענה היא כי רבים מהחוקרים בתחום הרובוטיקה נקשרו לתחום כשהיו ילדים וצפו בסרטים כגון מלחמת הכוכבים). בהתאם, רבות מתחושותינו לגבי רובוטים נסמכות על יצירות דמיוניות כך שגם הדיוטות מוחלטים בתחום חשים שיש להם הכרות ארוכת שנים עם רובוטים.

מהו רובוט? יש כמה תשובות נכונות

המושג רובוטיקה הוא רחב ומופשט ולכן התשובה לשאלה “מהו רובוט” איננה חד משמעית אפילו עבור מומחים בתחום. במקור, המשמעות המילולית של המילה רובוט הייתה “עבודה כפויה”. לימים, המחזאי הצ’כי קארל צ’אפק כתב מחזה בשם Rossum’s Universal Robots ובו נתן למילה את משמעותה הנוכחית.

מסורתית, הרובוט נחשב כמכשיר או מכונה המחליפה עובד אנושי בפעולות מסוימות. הרובוטים הראשונים היו רובוטים תעשייתיים אשר החליפו בני אדם בעבודות המוגדרות כ-DDD -Dirty, Dangerous and Dull. הם ביצעו רצף פעולות מונוטוני בסדר קבוע מראש, רובם ככולם הוצבו בנקודה קבועה בקווי הייצור ללא יכולת תנועה. מגבלתם העיקרית הייתה חוסר תבונה והם פעלו בתוך סביבה מובנית עם סט כללים ידוע ומוגבל. תפוצת הרובוטים בעולם החלה להתרחב בשנות השישים במאה הקודמת: תחילה היו אלה רובוטים מבוססי מערכות הידראוליקה או פנאומטיקה ובעלי בקרה אלקטרונית אנלוגית בעיקר בקווי ייצור, ובהמשך, משנות השבעים ואילך, היו הרובוטים מבוקרים דיגיטלית על ידי בקרים מתוכנתים שיכולותיהם הלכו והתעצמו עם התרחבות כוח המחשוב. מספרם של הרובוטים התעשייתיים מוערך כיום בכ-1.5 מיליון יחידות.

התפתחות הבקרה הדיגיטלית הקנתה לרובוטים יכולות הולכות ומתרחבות בענפים מגוונים והשחקנים החדשים במגרש כיום הם הרובוטים השירותיים (Service Robots). אלה מוגדרים בפשטות כמכונות אוטונומיות המבצעות משימות עבור בני אדם או ציוד, שאין להן שימושים תעשייתיים. בקטגוריה זו כלולים למשל רובוטים לשימושים צבאיים, רובוטים לחליבת פרות, רובוטים לשימושים רפואיים ועוד. בשנת 2014 לבדה, מספר הרובוטים השירותיים שנמכרו מוערך בכ-4.7 מיליון יחידות^[1].

למה עכשיו? הטכנולוגיות משתפרות, מחירי המו”פ יורדים

כיום, ישנן אינדיקציות כי אנחנו על סיפה של מהפכה בתחום, ושרובוטים סוף סוף יתחילו לממש את התקוות – או הפחדים – שרבים תולים בהם. מדוע כעת? ובכן, רובוטים הם מכונות מסובכות שתלויות בטכנולוגיות רבות – מתחומי החומרה והתוכנה – על מנת לפעול היטב. נדרשת התקדמות משמעותית באיכות טכנולוגיות אלה, במקביל לירידה במחיר המו”פ, כדי להפוך תחום טכנולוגי כזה מנחלתן של חברות-ענק בלבד לסקטור שבו אלפי יזמים וחברות קטנות יכולים לנסות כיוונים חדשים ומלהיבים. נראה כי בתחום הרובוטיקה אנחנו בתחילתו של עידן זה: הסנסורים הופכים ליותר טובים וזולים, תקשורת פס רחב הופכת לסטנדרט והמחקר באינטיליגנציה מלאכותית ובראייה ממוחשבת נמצא בפריחה. כתוצאה מכך, קל וזול הרבה יותר לבנות רובוטים, לפתח אותם ולשכלל רובוטים קיימים על בסיס טכנולוגיות מבוססות ונגישות. רובוט בעל שתי זרועות וממשק פשוט מאוד לתכנות עולה כיום עשרות אלפי דולרים בלבד והמחיר צפוי להמשיך לרדת. השפעת המחיר – כמות כוח החישוב והחישה שאפשר לקנות בתקציב נתון – היא משמעותית ביותר להתפתחות תחום שמשלב חומרה ותוכנה. בנוסף, תרבות הקוד הפתוח מצאה את דרכה גם לקהילת מפתחי הרובוטים העובדים ביחד על Robot Operating System – אחד מממשקי התכנות הסטנדרטיים להעברת פקודות לרובוטים.

אחד האיתותים החזקים ביותר למהפכה שבדרך הוא הפעילות של חברות-ענק מסחריות בתחום. חברות כמו אפל, גוגל, אמזון, מיקרוסופט ואינטל זיהו את הפוטנציאל בתחום, והן משקיעות בפיתוחו בעצמן או רוכשות חברות רובוטיקה מובילות. כך למשל, אמזון משקיעה בפיתוח רובוטים לאחסון ולשינוע קרקעי ואווירי, ואילו גוגל משקיעה מיליארדי דולרים בפיתוח כלי רכב אוטונומי ללא נהג. העניין שחברות אלו מגלות בתחום הרובוטיקה מעיד על פוטנציאל השוק הענק המאפיין את התחום. ההערכות המקובלות צופות ששוק רובוטיקה העולמי יגדל מ-30 מיליארד דולר כיום לכ-80 מיליארד דולר עד 2020^[2]. בשלב זה נותר רק לנחש מה חברה עם היכולות של גוגל צפויה לעשות משילוב בין הסטארט-אפים שהיא רכשה לבין היכולות הטכנולוגיות שלה.

במקביל, מדינות מובילות טכנולוגית זיהו את ענף הרובוטיקה כתחום עולה ומשקיעות מאמצים ניכרים בפיתוחו. באירופה ובארצות הברית מאמצים אלו קשורים גם למגמה להשיב את תעשיות הייצור “הביתה” – מגמה אשר מתאפשרת הודות להוזלת עלויות הייצור בזכות הרובוטים התעשייתיים. המדינות הבולטות בתחום זה הן: ארצות הברית הנחשבת למדינה המובילה ברובוטיקה בעולם במרבית היישומים ומשקיעה למעלה מ-50 מיליון דולר בשנה ביוזמת הרובוטיקה הלאומית; יפן אשר הייתה, עוד בשנות ה-80, אחת מחלוצות היישום של רובוטיקה בתחום של רובוטים לייצור תעשייתי ולאחרונה השיקה אסטרטגיית רובוטיקה חדשה; וקוריאה הדרומית – המדינה היחידה בה התמיכה ברובוטיקה מעוגנת בחוק – משקיעה בתחום 100 מיליון דולר מדי שנה במטרה מוצהרת להפוך לאחת משלוש המדינות המובילות ברובוטיקה בעולם. בשנים האחרונות, הצטרפו אליהן האיחוד האירופי שמוביל את תכנית SPARC – תכנית ייעודית לתמיכה בפיתוח הידע והתעשייה בתחום הרובוטיקה בהשקעה משותפת ציבורית ופרטית העומדת על 2.8 מיליארד אירו עד 2020; סינגפור, אשר השיקה את מתווה אסטרטגיית הרובוטיקה שלה ב-2014; וסין, אשר גם לה תכנית פיתוח לייצור אינטליגנטי והיא מקדמת הטמעת רובוטים בתעשיית הייצור.

מהן ההשלכות של התפתחות זו על שוק העבודה?

ההתפתחות המרשימה ביכולותיהם של הרובוטים מעלה שאלות רבות, ובפרט – האם הרובוטים יחליפו את בני האדם במקומות העבודה ומה יהיו ההשלכות האפשריות של התפתחות כזו? נושא זה הוא חלק מסוגייה גדולה יותר העוסקת בהשפעת החידושים הטכנולוגיים על שוק העבודה. ההיסטוריה מלמדת אותנו כי מאז המהפכה התעשייתית, מכונות וחידושים טכנולוגיים אכן פגעו בשווקים ומקומות עבודה קיימים, אך במקביל יצרו ענפים כלכליים ומקומות עבודה חדשים[1]. להמחשה, עד סוף המאה ה-18 חלק ניכר מהעובדים בעולם עסקו בחקלאות אך עם המהפכה התעשייתית והכנסת המיכון החקלאי שיעור זה צנח משמעותית, וכיום במשקים מפותחים רק כ-2-3 אחוזים מהעובדים עוסקים בענף זה. כמובן שתהליכי ההתאמה והמעבר של עובדים אינם קלים, ועבור עובדים מבוגרים הם עלולים להיות קשים במיוחד. עם זאת, ברמת המקרו, כלכלות תחרותיות ידעו לייצר שווקים ומשלחי יד חדשים, אשר לעתים קרובות היו מתגמלים יותר מבחינת עניין ושכר.

נראה כי המקרה של רובוטים הוא רק המשך של מגמת המיכון והאוטומטיזציה שהחלה במהפכה התעשייתית. חוקרים שונים צופים כי בטווח הקצר נראה יותר ויותר רובוטים שיעבדו שכם אל שכם עם עובדים אנושיים ויעצימו את יכולות העבודה שלהם (Augumented work). בהמשך ככל שרובוטים יהפכו למתוחכמים, עצמאים, ניידים וחכמים יותר הם יוכלו להחליף עובדים אנושיים במנעד רחב יותר של עבודות. היתרונות בכך ברורים: הגברת פריון העבודה; ייצור מוצרים חדשים שלא היה אפשר לייצרם ללא רובוטים; הפניית עובדים מעבודות שגרתיות לעבודות מתוחכמות יותר; ועבור כלכלות מפותחות – החזרת פעילות ייצור שהופנתה למשקים מתעוררים עם כוח עבודה זול. גם כאן למחיר יש השפעה חשובה – ככל שרובוטים יהיו זולים יותר, כך יותר חברות קטנות ובינוניות יוכלו לשלב אותם בתהליך הייצור שלהן והשפעתם תהיה רחבה

בטווח הזמן הרחוק יותר, רובוטים אוטונומיים ומתוחכמים יוכלו להחליף עובדים אנושיים גם בפעולות שדורשות הפעלת שיקול דעת. התפתחות כזו עלולה להיות שלילית, ברמה המשקית, אם הכלכלות לא יצליחו ליצור במקביל מספיק עבודות חדשות עבור אותם עובדים שהוחלפו על ידי רובוטים. ואכן, מספר חוקרים מצביעים על כך שקצב השינוי הטכנולוגי היום הוא במימדים כאלה שהשווקים לא יצליחו להדביק את הפער וליצור עבודות חדשות – כך שההשפעה נטו על שוק העבודה תהיה שלילית.Erik Brynjolfsson  ו־ Andrew McAfee מצביעים בספרם “The Second Machine Age” על כך שעובדים עם הון אנושי בינוני ונמוך עלולים להיפגע במיוחד משינויים טכנולוגיים בעתיד הקרוב. חוקרים אחרים טוענים שתופעה זו כבר מתרחשת ומעריכים כי האבטלה והשכר הנמוך של צעירים בעולם המפותח הם הסימפטום לכך.

תופעה זו מציבה אתגר עצום עבור כלכלות במאה ה-21. מחד גיסא, לא ניתן ולא רצוי, לדעתנו, לעצור את ההתקדמות הטכנולוגית ואת השפעתה על חיינו. מאידך גיסא, אנו סבורים שכלל מגזרי המשק – ממשלה, אקדמיה והסקטור הפרטי – צריכים להיות מודעים לתהליכים אלה ולהיערך לכך מבעוד מועד. אפשר לשער כי בעתיד הנראה לעין יחליפו מכוניות אוטונומיות (ללא נהג) אותנו כנהגים ויפנו לנו את זמן היוממות לעבודה או למנוחה בתוך הרכב. אך בעוד שלרובנו מדובר בהתפתחות מבורכת היא צפויה לפגוע קשות בעבודתם של נהגי המוניות. ככל שהמשק ייערך להתפתחות זו טוב יותר – תוך ביצוע תהליכי הכשרה והכוונה נכונים – כך הסיכוי להקטנת התופעות השליליות של התפתחות זו על שוק העבודה גבוה יותר. סביר לשער כי היערכות כזו תתעל את בני האדם לעבודות שיש להם בהן יתרון יחסי: עבודות הקשורות במישרין לפיתוחים טכנולוגיים, עבודות הדורשות תחכום, התאמה אישית מדוקדקת ויצירתיות יתרה או עבודות מהסוג הדורש חמלה, אמפתיה או הפעלת שיקולים ערכיים ומוסריים. בטווח הארוך, המשק הישראלי כמשק קטן, גמיש יחסית ומוטה טכנולוגיה עשוי ליהנות מתהליכים אלה.

רובוטיקה בישראל: תעשייה צנועה עם מוניטין חובק עולם

הרובוטיקה היא כאמור ענף מולטי-דיסציפלינרי המבוסס על שימוש ופיתוח של אבני בניין טכנולוגיות שונות: תתי-מערכות, מרכיבים ורכיבים בתחומי החיישנים (סנסורים מסוגים שונים – אופטיקה, ניווט, מהירות ועוד); מפעילים חשמליים (בקרי תנועה), אלקטרו-מכניים או הידראוליים להפעלת זרועות או מכלולים נעים ברובוט; תקשורת לחיישנים ולעמדות הפעלה; מערכות תוכנה קוגניטיביות עתירות יכולות לקבלת החלטות; בינה מלאכותית ועוד. שילוב התחומים המגוונים הללו מחייב אינטגרציה מערכתית והנדסת מערכת ברמה גבוהה לצד ממשקי אדם-מכונה במקומות הנדרשים. ישראל מצטיינת כיום בפיתוח כל אחת מאבני בניין אלו לכשעצמה לשימושים שונים. אך אפשר לדמיין כיצד אבני בניין אלה ישמשו גם כתשתית לפיתוח ולהרחבה של ענף הרובוטיקה בישראל.

בישראל קיימת כיום יכולת וותיקה ומוכחת ברובוטיקה בתחום הביטחוני. מנוע הצמיחה העיקרי בארץ בתחום הרובוטיקה הצבאית הוא כלי הטיס הבלתי מאויש (כטב”ם) המפותח בארץ מאז שנות השבעים. בישראל פותחו ויוצרו עד היום מל”טים (מטוס ללא טייס) בגדלים שונים – ממלט”ים בעלי משקל של קילוגרמים בודדים המיועדים למשימות קצרות טווח לכוחות קרקע ועד מל”טים אסטרטגיים במשקל חמישה טון. תחום הכטב”ם בישראל, שרובו ככולו ביטחוני, מגיע להיקפים של כמיליארד דולר בשנה וישראל היא היצואנית הגדולה בעולם לצד ארצות הברית. לצד זאת, פותחו בעשור האחרון כלי שיט בלתי מאויישים וכלי רכב בלתי מאויישים, אשר האתגר בפיתוחם מורכב יותר. כמו כן, מפותחים גם רובוטים להליכה ולנשיאת משאות בשדה הקרב (פרד רובוטי). במקביל לתחום הצבאי, ישנה בישראל יכולת רובוטית רחבה פארה-צבאית: רובוטים לשימוש חבלני משטרה לפירוק ולנטרול מטענים חשודים ופצצות, רובוטים ללחימה בטרור ולשימוש בפיגועים דוגמת “נחשים” בעלי יכולת מעבר מכשולים וחדירה למבנים לצורך תצפית ודיווח, ועוד.

לצד התחום הביטחוני, מתפתחות ופועלות בישראל מספר חברות רובוטיקה מובילות בתחומים מגוונים: בתחום הבריאות יש יכולת מוכחת בפיתוח רובוטים לניתוחי גב, לסיוע לנכים בהליכה, לסיעוד ולסיוע לאחיות בחלוקת תרופות; בתחום הצרכנות הביתית ישראל מובילה בפיתוח רובוטים לכיסוח דשא, לניקוי בריכות שחייה ולניקוי הבית; בתחום הלוגיסטיקה והשינוע קיים פיתוח של רובוטים לאחסנה ולשליפה אוטומטית; בייצור תעשייתי מפותחים קווי ייצור אוטומטיים; ובחקלאות יש מיכון רובוטי הולך וגדל בתחומים כמו השקיה, דיג בבריכות ובכלובים ימיים, הזנת בעלי חיים ובמכונות חקלאיות לעבודה בענפי השדה, מיון ואריזה.

ניתן לומר כי כיום, תעשיית הרובוטיקה הישראלית צנועה בהיקפה אך המוניטין שלה חובק עולם. אלו הן חברות מתוחכמות, מובילות בתחומן, אשר צומחות בקצב של עשרות אחוזים בשנה ומייצאות את חלק הארי של תפוקתן. כלומר קיימים תנאים בסיסיים ראשוניים להתפתחותה של תעשייה רובוטית שלמה ומובילה.

אז למה תעשיית הרובוטיקה בישראל לא ממריאה?

הפוטנציאל העצום הגלום בשוק הרובוטיקה המתרחב והמצוינוּת שרכשה ישראל באחדות מאבני הבניין הרלוונטיות לרובוטיקה מעלים את השאלה המתבקשת: מדוע התעשייה מתפתחת לאיטה? ישנם מספר חסמים אופייניים לתחום אשר ככל הנראה מעכבים התפתחות זו:

• זמינות מועטה של מיומנות רב-תחומית: על מנת לייצר רובוטים מתקדמים יש להעמיד לרשות פרויקט המו”פ מגוון מהנדסים בעלי התמחויות שונות. התמחות רב-תחומית כזו אינה שכיחה והיא זמינה בעיקר בחברות גדולות. טיפוח איי המצוינות הקיימים באבני הבניין של הרובוטיקה בישראל יסייע בהנגשת היכולות הנדרשות לתעשייה.
• עלייה ברמת המורכבות: שתי מגמות עולות בתחום הרובוטיקה מעידות על עלייה ברמת המורכבות הכרוכה בייצור רובוטים: הראשונה, פיתוח רובוטים אוטונומיים שיש להם אפשרות לקבלת החלטות עצמאית בהתאם לגירויים מהסביבה, תוך יכולת להתגבר על לא מעט מהקשיים שבהם הם נתקלים; השנייה, פיתוח נחילי רובוטים הפועלים בסנכרון ובשיתוף פעולה, בין השאר נחילי רובוטים מסוגים שונים הפועלים במשימות משלימות ולא זהות.
• קשיי מימון: מחזורי הפיתוח בתעשיית הרובוטיקה הינם ארוכים, מורכבים מאוד, מסוכנים טכנולוגית ויקרים. תנאים אלה דורשים השקעות גדולות לפרק זמן ארוך, והדבר מרתיע קרנות, משקיעים ויזמים מכניסה לתחום. האתגר המימוני מהווה גם חסם בפני מורכבות הרובוט שניתן לפתח בפרק זמן קצר ודוחף חברות להתמקדות בנישות מאוד יישומיות וצרות.
• תחרות הולכת וגוברת: כתוצאה מקיצוץ מתמשך בתקציבי הביטחון של מדינות שונות ומנוכחות הולכת וגוברת בשוק של סין וארצות הברית גוברת התחרות בשוק ומאיימת על ההובלה הישראלית בתחום הרובוטיקה הצבאית (לדוגמה בתחום הכטב”ם).

מה הלאה?

שני יעדים מרכזיים עומדים בפני תעשיית הרובוטיקה המתהווה בישראל על מנת להבטיח את מקומה על כנפי המהפכה שבדרך: ראשית, עליה לפעול לטיפוח איי המצוינות הקיימים בישראל ולהגביר את החיבור בין אבני הבניין השונות ובין המחקר האקדמי לתעשייה, על מנת לאפשר פיתוח מערכות מורכבות, מולטי-דיסציפלינריות ברמות איכות ותחכום בחזית העשייה העולמית. שנית, על תעשיית הרובוטיקה בישראל לפעול למיצוי מגמות בעלות פוטנציאל עסקי רב כמו שילוב עולמות תוכן של תחומי רובוטיקה שונים (שימוש בטכנולוגיה צבאית לצרכי מסחר או שעשוע כגון רחפנים) או פיתוח נחילי רובוטים.

יעדים אלה דורשים הכשרת תשתיות טכנולוגיות והכוונת טכנולוגיות-בסיס קיימות לתחום הרובוטיקה. בשנתיים האחרונות אנו עדים ליוזמות שונות לתכלול פעילות השחקנים השונים בתעשייה, כמו למשל יוזמות פורום תל”ם ומשרד המדע להקמת מכון מחקר יישומי לרובוטיקה או צוות חשיבה בנושא שמובילה רשות החדשנות (לשעבר לשכת המדען הראשי) שצפוי להגיש מסקנות לקראת אמצע 2016.

מסקנות ראשוניות של הצוות הנ”ל מצביעות על כי רמת המורכבות המולטי-דיסציפלינרית הנדרשת, היקפי ההשקעה במו”פ והסיכון שנלווה אליהם גורמים להדרת השקעות פרטיות מתחום זה בשלבי המו”פ המוקדמים. לפיכך, ייתכן ומתקיים בענף זה כשל שוק המצריך התערבות ממשלתית לגישור על פער זה באמצעות כלי תמיכה קיימים וחדשים של רשות החדשנות, בדומה לתמיכה שהיא מעניקה בתחומי הביו-טכנולוגיה.

אחד הכיוונים המסתמנים הוא תמיכת המדינה במאגד חברות שייעודו פיתוח יכולת רובוטית מתקדמת מסחרית ראשונית, המשלבת מגוון שחקנים עם יכולות טכנולוגיות משלימות. בנוסף מבצעת הרשות פעילות למציאת שחקנים זרים (ברמת מדינה או תאגיד) להם יש רצון לשתף פעולה עם האקוסיסטם הישראלי על בסיס מאפייני החדשנות והיכולת הטכנולוגית שלו. פעילות כזו ואחרות הן קריטיות למיצוי מלא של הפוטנציאל הקיים בין כה וכה בישראל ולהבטיח כי ישראל לא רק שלא תפספס את המהפכה הטכנולוגית הבאה אלא גם תהיה בין המדינות המובילות אותה.

[1] הפדרציה הבינלאומית לרובוטיקה

[2] World robotics 2015 ; World Robotics Technology Market – Opportunities and Forecasts, 2014 – 2020